какие зоны различают при горении дуги

Сварочная дуга и ее строение

Сварочная дуга — длительный разряд электрического тока, горящий между сварочным электродом и сварочной конструкцией в ионизированной среде газов и паров металлов.

Виды сварочной дуги

Различают следующие виды дуги:

Обязательным условием горения дуги является наличие заряженных частичек (электронов и ионов) в промежутке газов между электродом и металлом. При обычной среде газы не проводят электрический ток. Для того чтобы зажечь дугу необходимо замкнуть электрод касанием об изделие, после чего выделяется значительный потенциал тепла, который ускоряет движение свободных электронов в цепи. Когда конец электрода отрывается, находясь под воздействием электрического поля вылетают в межэлектродное пространство. Самостоятельный выход электронов с катода в газовое пространство называется электронной эмиссией. Источник питания сварной дуги постоянно поставляет новые электроны и дуга горит постоянно. Техника зажигания дуги при ручной дуговой сварке описана здесь.

Современное сварочное оборудование позволяет выполнять зажигание дуги бесконтактным методом — не касаясь электродом об изделие. Выполняется это при помощи использования генератора высокочастотных колебаний — осциллятора.

Строение сварочной дуги: катодное пятно, столб дуги, анодное пятно

Катодное пятно является источником и местом выхода электронов. Этот участок электрической дуги разогревается до температуры 2400-2600°C при использовании покрытых электродов, а количество тепла выделенного тепла на этом участке равняется 38% от общего. На этом участке дуги теряется 12-17 В напряжения сосредоточенных на разгон электродов и их эмиссию.

Столб дуги в отличии от катодного и анодного пятна является нейтральным участком дуги, где одновременно находится одинаковое количество позитивно и негативного заряженных частиц. Столб дуги выделяет приблизительно 20% об общего количества тепла. Потеря напряжения на этом участке сварочной дуги зависит от ее длины и становит 2-12 В. Температура столба дуги самая высокая 6000-8000°C.

Анодное пятно — место входа электродов в сварочную цепь с дуги. Температура 2400-2600°C, а количество выделяемого тепла 42% от общего. Спад напряжения 2-11 В. Анодное пятно под воздействием постоянной бомбардировки имеет вогнутую форму, которую называют кратером.

При сварке на постоянном токе различают прямую и обратную полярность. Меняют полярность в зависимости от вида свариваемого материала. Если требуется больший нагрев металла и глубина проплавления необходимо установить анод на изделие, где будет выделяться больше тепла — прямая полярность. При сварке на обратной полярности анод и катод меняются местами, поэтому на изделии выделяется меньше тепла.

Для сварки дугой переменного тока характерно менять полярность с частотой 50 Гц, поэтому на электроде и изделии выделяется одинаковое количество тепла. При сварке на переменном токе дуга горит менее стойко и усиливается разбрызгивание электродного металла.

Источник

Билеты экзамена по проверке знаний специалистов сварочного производства 2 уровень

БИЛЕТ № 15

ВОПРОС 1

Какое правильное определение понятия наплавленный металл?

1. Металл, полученный при плавлении присадочных материалов в процессе сварки (наплавки) в слоях, неразбавленных основным металлом.

2. Переплавленный присадочный металл, нанесенный в два слоя на поверхность основного металла.

3. Металл, подвергшийся в процессе сварки перемешиванию с основным металлом.

ВОПРОС 2

Что обозначают буквы и цифры в маркировке сталей и сплавов?

1. Клейма завода-изготовителя.

2. Обозначения номера плавки и партии металла.

3. Буквы обозначают химические элементы, а цифры их процентное содержание.

ВОПРОС 3

С какой целью проводят стилоскопирование металла шва?

1. С целью установления соответствия марки использованных для сварки присадочных материалов требованиям чертежей и документов

2. Для оценки химического состава металла шва.

3. Для оценки свойств металла шва.

ВОПРОС 4

До какой температуры должна быть нагрета сталь при отжиге?

1. Выше температуры аустенитного превращения.

ВОПРОС 5

К каким изменениям свойств стали приводит отжиг?

1. Увеличиваются внутренние напряжения.

2. Повышается твердость.

3. Увеличивается пластичность.

ВОПРОС 6

Содержание какого газа в металле шва малоуглеродистых, легированных и теплоустойчивых сталей оп-ределяет его склонность к пористости?

ВОПРОС 7

Какими электроизмерительными приборами должно быть оснащено сварочное оборудование для авто-матической дуговой сварки(наплавки)?

1. Амперметром и устройством, обеспечивающим контроль заданной скорости сварки.

2. Амперметром, вольтметром и прибором, обеспечивающим контроль скорости сварки.

ВОПРОС 8

Параметры режима автоматической сварки под флюсом могут быть заданы в следующих пределах?

1. Сила тока 400-800 А, напряжение на дуге 28-40 В, скорость сварки — 5-20 мм/сек.

2. Сила тока 100-200 А, напряжение на дуге 60-80 В, скорость сварки — 5-80 мм/сек.

3. Сила тока 800-1000 А, напряжение на дуге 28-40 В, скорость сварки — 100-200 мм/сек.

ВОПРОС 9

Чем руководствуются при выборе сечения провода для электрических цепей?

1. Допустимой плотностью тока.

2. Исходя из удельного сопротивления проводника.

3. Длиной проводника.

ВОПРОС 10

Какие должны быть род и полярность тока при сварке соединений из углеродистых сталей электродами с целлюлозным покрытием?

2. Постоянный ток обратной полярности.

3. Переменный ток или постоянный ток прямой полярности.

ВОПРОС 11

Укажите правильное деление электродов по типу покрытия по ГОСТ 9466?

1. Кремнесодержащие, марганцесодержащие и нейтральные покрытия.

2. Окислительные, восстановительные и пассивирующие покрытия.

3. Кислые, основные, целлюлозные и рутиловые покрытия

ВОПРОС 12

Какова роль связующих компонентов в электродном покрытии?

1. Легируют металла шва.

2. Повышают механические свойства металла шва.

3. Обеспечивают прочность и пластичность обмазочной массы на стержне электрода.

ВОПРОС 13

Какое назначение имеет дежурная дуга при импульсно-дуговой сварке вольфрамовым электродом?

1. Поддерживает дуговой промежуток в ионизируемом состоянии.

2. Исключает образование дефектов в кратере.

3. Увеличивает глубину проплавления основного металла.

ВОПРОС 14

Какие зоны различают при горении дуги?

1. Катодную, анодную, центральную области дуги.

2. Зоны эмиссии, ионизации и поглощения.

3. Столб дуги, анодную и катодные области дуги.

ВОПРОС 15

Указать какие факторы учитывают при выборе сварочной проволоки сплошного сечения для аргонодуговой сварки?

1. Тип соединения (зазор, притупление, угол скоса кромок).

2. Положение сварки.

3. Марку свариваемой стали, разделку кромок (зазор, притупление, угол скоса), толщину металла.

ВОПРОС 16

Каким дополнительным оборудованием комплектуется сварочный пост для механизированной сварке в в углекислом газе по сравнению с другими способами сварки в защитных газах?

1. Редукционным вентилем и смесителем.

2. Подогревателем газа и осушителем газа.

3. Электромагнитным клапаном для включения и выключения газа.

ВОПРОС 17

Укажите, как влияет увеличение диаметра сварочной проволоки (при неизменном токе) при дуговой сварке под флюсом на размеры шва?

1. Уменьшается глубина проплавления и увеличивается ширина шва.

2. Увеличивается глубина проплавления и уменьшается ширина шва

3. Никакого влияния не оказывает.

ВОПРОС 18

Что происходит с металлом, подвергаемым кислородной резке?

1. Металл окисляется с поглощением теплоты.

2. Металл окисляется без выделения и поглощения теплоты.

3. Металл окисляется с выделением теплоты.

ВОПРОС 19

Почему нельзя сварить заготовки из меди контактной электрической сваркой?

1. Из-за большой теплопроводности.

2. Из-за большой теплопроводности и малого контактного сопротивления.

3. Из-за малого контактного сопротивления между сварочными электродами и заготовками.

ВОПРОС 20

Где выделяется максимальное количество теплоты при контактной электрической сварке?

1. В контактах между изделием и зажимными губками.

2. В изделиях при прохождении тока.

3. В контакте между свариваемыми деталями (изделиями).

ВОПРОС 21

Какие структурные составляющие вызывают охрупчивание сварных соединений теплоустойчивых сталей?

1. Мартенсит, тростит.

3. Низкоуглеродистый феррит.

ВОПРОС 22

Как влияет увеличение скорости деформации на свойства металла сварных соединений при испытании на статическое растяжение?

1. Уменьшает прочность и увеличивает пластичность.

2. Увеличивает предел текучести и уменьшает прочность.

3. Увеличивает прочность и уменьшает пластичность.

ВОПРОС 23

Что называют процессом ползучести материала?

1.Способность материала непрерывно деформироваться под действием переменной нагрузки.

2.Способность материала сопротивляться нагружению в упругой области без видимых

следов пластического деформирования.

3. Способность материала непрерывно деформироваться (ползти) под действием постоянной нагрузки.

ВОПРОС 24

Как влияет высокое содержание серы и фосфора на свариваемость стали?

2. Повышает свариваемость при условии предварительного подогрева стали.

3. Способствует появлению трещин и ухудшает свариваемость стали.

ВОПРОС 25

Когда должен быть проведен визуальный контроль, если основной материал или сварное соединение (на-плавка) подлежит механической обработке или деформированию?

1. До выполнения указанных операций.

2. После выполнения указанных операций.

3. До и после выполнения указанных операций.

ВОПРОС 26

В какой цвет рекомендуется окрашивать стены и оборудование цехов сварки?

1. Красный, оранжевый.

3. Серый ( стальной ), желтый, голубой.

ВОПРОС 27

Какие меры безопасности предусматриваются при подсоединении сварочного поста к многопостовому агрегату?

1. Работу выполняют в диэлектрических перчатках.

2. Агрегат выключают.

3. Производят заземление сварочного поста.

ВОПРОС 28

Как обозначается сварное соединение на чертеже?

1. Обозначается тип соединения, метод и способ сварки, методы контроля.

2. Указывается ГОСТ, тип соединения, метод и способ сварки, катет шва, длина или шаг, особые обо-значения.

3. Указывается метод и способ сварки, длина или шаг, сварочный материал, методы и объем контроля.

ВОПРОС 29

Какие существуют основные способы электрошлаковой сварки и наплавки?

1. Сварка с применением проволочных электродов, плавящихся мундштуков, электродов большого се-чения и ленточных электродов.

2. Сварка с применением одного электрода и многоэлектродная.

3. Сварка с применением кристаллизаторов и водяного душа.

ВОПРОС 30

К какому классу сталей относятся сварочные проволоки Св-12Х11НМФ, Св-10Х17Т, Св-06Х19Н9Т?

Источник

Горение сварочной дуги

Рассмотрим подробнее условия горения дуги прямого действия между металлическим электродом и свариваемым металлом, являющейся наиболее распространенной в практике дуговой сварки.

Возникновение дуги (рис. 28). При касании концом электрода свариваемого металла происходит короткое замыкание сварочной цепи (рис. 28,а). Проходя через отдельные выступы, ток, имеющий в точках соприкосновения электрода с металлом очень высокую плотность, мгновенно расплавляет их, вследствие чего между электродом и металлом образуется тонкая прослойка из жидкого металла (рис. 28,6). В следующий момент сварщик несколько отводит электрод, отчего в жидком металле образуется шейка (рис. 28, б), в которой плотность тока и температура металла возрастают. Затем, благодаря испарению расплавленного металла, шейка разрывается, газы и пары, заполняющие образовавшийся промежуток, мгновенно ионизируются и между электродом и металлом возникает сварочная дуга (рис. 28,г).

Напряжение дуги. Определяется разностью потенциалов между катодом (электродом) и анодом (свариваемым металлом).

Общее падение напряжения в дуге U_Д складывается из падения напряжения в катодной области U_K, столбе дуги U_ст и анодной области U_а, т. е.

Линия а—б—в—г показывает изменение напряжения в трех основных областях дуги. Величины падения напряжения в катодной и анодной областях можно считать постоянными, так как они зависят только от материала электродов, давления и свойств газовой среды. Падение напряжения в столбе дуги пропорционально длине дуги (L), за которую принимается расстояние между поверхностями катодного и анодного пятна (при глубоком проваре часть дуги погружена в металл). Для средних значений тока, при которых производится ручная и автоматическая сварка, можно считать, что напряжение дуги не зависит от величины тока, а определяется только длиной дуги. Чем короче дуга, тем ниже напряжение в ней и, наоборот, с удлинением дуги ее напряжение возрастает. Это обусловлено повышением сопротивления столба дуги с увеличением его длины.

Поэтому для подсчета общего напряжения дуги можно пользоваться следующей приближенной формулой

Для стальных электродов можно в среднем принять а=10 в и b = 2 в/мм. Тогда напряжение дуги длиной L = 4 мм составит:

На величину напряжения дуги могут влиять также состав электрода и свариваемого металла, состав и давление окружающей дугу газовой среды (воздуха, аргона, гелия, углекислого газа) и другие факторы.

Дуга при сварке металлическим электродом горит устойчиво при напряжении 18—28 в, а при сварке угольным или графитовым — при 30—35 в. Для возбуждения дуги требуется более высокое напряжение, чем то, которое необходимо для ее нормального горения. Это объясняется тем, что в начальный момент воздушный промежуток еще недостаточно нагрет и необходимо придать электронам большую скорость для ионизации атомов газового промежутка, что можно достичь только при более высоком напряжении зажигания дуги.

Вольтамперная характеристика дуги. Кривая, показывающая зависимость между напряжением и током в дуге, называется вольтамперной характеристикой дуги и соответствует установившемуся (стационарному) горению дуги. На рис. 29, а изображена в общем виде такая характеристика дуги. Точка А соответствует моменту возникновения дуги. Как видно из графика, при малых токах (участок I) характеристика дуги падающая, т. е. при возрастании тока напряжение дуги падает. Это вызвано тем, что при токах до 80 а увеличение тока приводит к увеличению площади сечения столба дуги и его электропроводности. Такая дуга малоустойчива и поэтому находит ограниченное применение при сварке. При токах от 80 до 800 а (участок II) дуга имеет жесткую характеристику (линия горизонтальна), т. е. напряжение дуги не изменяется при увеличении или уменьшении тока. Это обусловлено тем, что при этих условиях площадь сечения столба дуги и площади катодного и анодного пятен увеличиваются (или уменьшаются) пропорционально величине тока, поэтому плотность тока и падение напряжения во всех областях дуги остаются постоянными, независимо от изменения тока. Такая дуга находит наиболее широкое применение при сварке. При токах свыше 800 а плотность тока в дуге повышается настолько, что при увеличении тока начинает возрастать и напряжение дуги. Это обусловлено тем, что

Устойчивость горения дуги. Дуга, горящая равномерно, без произвольных обрывов, требующих повторного зажигания, называется устойчивой. Если дуга горит неравномерно, часто обрывается и гаснет, то такая дуга называется неустойчивой. Устойчивость дуги зависит от многих причин, основными из которых являются род и полярность тока, состав покрытия электродов, длина дуги.

Для электродов диаметром 4—5 мм с покрытием нормальная длина дуги равна 5—6 мм. Такая дуга называется короткой; она горит устойчиво и обеспечивает нормальное протекание процесса сварки.

Дуга, у которой длина более 6 мм, называется длинной. Процесс плавления металла электрода при длинной дуге протекает неравномерно. Стекающие с конца электрода капли металла в большей степени могут окисляться кислородом и обогащаться азотом воздуха. Наплавленный металл получается пористым, шов имеет неровную поверхность, а дуга горит неустойчиво. При длинной дуге понижается производительность, увеличивается разбрызгивание металла, чаще образуются места с непроваром и недостаточным сплавлением наплавленного металла с основным.

Дуга постоянного тока. При сварке на постоянном токе дуга может питаться током прямой или обратной полярности. При прямой полярности минус источника тока подключают к электроду, а при обратной полярности — к свариваемому изделию. При сварке угольным электродом дуга легче возбуждается и устойчивее горит, если ток имеет прямую полярность. Ток обратной полярности применяют в тех случаях, когда нужно уменьшить выделение тепла на свариваемом изделии: при сварке тонкого или легкоплавкого металла, чувствительных к перегреву легированных, нержавеющих и высокоуглеродистых сталей и т. д., а также при пользовании некоторыми видами электродов (например, с фтористокальциевым покрытием типа УОНИ-13 и др.).

Чтобы определить полярность цепи постоянного тока, в стакане воды растворяют половину чайной ложки поваренной соли, опускают в раствор оба провода цепи и включают сварочный ток. Тот провод, около которого происходит интенсивное выделение пузырьков газа (водорода), будет отрицательным, а второй — положительным. Концы проводов на длине 1—2 см должны быть очищены от изоляции. Для определения полярности тока применяют также специальные полюсоуказателл (индикаторы полярности).

Дуга переменного тока. В дуге переменного тока напряжение и ток будут изменяться в соответствии с частотой тока. На рис.30 показаны кривые изменения напряжения и тока в дуге переменного тока за один период. Так как в каждом полупериоде ток I_д и напряжение дуги U_Д изменяются от нуля до максимальных значений, то за этот же промежуток времени уменьшается температура столба дуги и степень ионизации дугового промежутка. Вследствие этого для возбуждения дуги после прохождения тока через нулевое значение (точка А на рис. 30) необходимо повышенное напряжение, равное U_заж, которое больше нормального напряжения дуги U_д.

Для повышения устойчивости горения дуги переменного тока в покрытия электродов и сварочные флюсы вводят элементы с низким потенциалом ионизации: калий, натрий и кальций, которые облегчают возбуждение дуги после того, как ток уменьшается до нуля, и одновременно изменяет свое направление на противоположное.

Магнитное дутье. Вокруг дуги и в свариваемом металле возникают магнитные поля. Если эти поля расположены относительно оси дуги несимметрично, то они могут отклонять дугу, являющуюся гибким проводником тока, что затрудняет сварку. Отклоняющее действие магнитных полей на сварочную дугу носит название магнитного дутья.

Сила магнитного поля пропорциональна квадрату тока, поэтому магнитное дутье особенно заметно при сварке постоянным током значительной величины (свыше 300—400 а). При сварке переменным током покрытыми электродами и сварке под флюсом явление магнитного дутья сказывается значительно слабее, чем при постоянном токе и применении голых или тонкопокрытых электродов.

На величину магнитного дутья оказывает также влияние расположение стальных (ферромагнитных) масс вблизи места сварки, место подвода тока к изделию, форма изделия, тип сварного соединения, наличие зазоров и другие причины. Для уменьшения отклоняющего действия магнитных полей на дугу следует вести сварку возможно более короткой дугой, подводить сварочный ток к изделию в точке, расположенной как можно ближе к месту сварки, а также изменять угол наклона электрода так, чтобы нижний конец электрода был обращен в сторону отдувания дуги. При больших помехах, создаваемых магнитным дутьем, следует переходить, если это возможно, на сварку переменным током.

На рис. 31, а, б и в показано влияние на отклонение дуги места подвода тока к изделию, а на рис. 31, г — влияние больших ферромагнитных масс. Для уменьшения влияния этих масс, отклоняющих дугу в нежелательную сторону, на свариваемое изделие укладывают дополнительную массивную стальную плиту со стороны противоположной отклонению дуги, и к ней присоединяют один провод от источника питания. Плиту размещают на расстоянии 200—250 мм от места сварки и постепенно передвигают вдоль шва по мере движения дуги.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

29 Октября 2021 17:41
Простейший способ изготовления сетки рабица в кустарных условиях

27 Октября 2021 17:19
Мобильный гидравлический дровокол своими руками

Источник

• ← какие зоны различают в коре больших полушарий
• какие зоны расселения выделяют на территории страны →